遇見科學

相信不管您是不是天文迷，肯定都注意到了今年的天文奇景，甫剛結束的「日環蝕」和「金星凌日」，更是相當吸睛。但您可知在天文學家眼中，肉眼無法觸及的宇宙才可謂是精采盛事不斷。其中，伽瑪射線爆（Gamma Ray Bursts, 簡稱GRBs）便是一例。

伽瑪射線爆就像是有人隨意地在宇宙中施放煙火，毫無預警出現在某一時刻和地方，時間短暫而絢麗。究竟這是怎麼一回事？對浩瀚宇宙又意味著什麼含意？就讓我們來一窺天文學中最活躍的領域之一！

伽瑪射線就如同紅外線、紫外線或可見光一樣，皆屬電磁波的一種，但其波長不同。伽瑪射線波長極短，穿透力強，並攜帶高能量。也因如此，當原子發生核衰變或能量劇烈改變時，往往能偵測到伽瑪射線，核子試爆便是典型的例子，伽瑪射線爆也便是在這樣世局情勢緊張的氣氛中首度露了面。

60年代美國正與蘇聯處於冷戰時期，美軍為監測其他國家是否進行核彈試爆，即藉人造衛星觀測地球大氣伽瑪射線的含量。不過，自1969~1972 年間，不同的人造衛星卻陸續同時觀偵測到16次來自宇宙的伽瑪射線強度短時間內突然增強，隨後又迅速減弱的事件，過程持續0.1至30秒不等。自此，科學家便試圖揭開這神秘的面紗，並稱這樣的現象為「伽瑪射線爆」。

究竟這樣的現象到底為什麼能引起科學家這麼大的興趣 ? 清華大學天文所教授張祥光表示，這是因為根據目前的數據顯示，距離我們最遠的伽瑪射線爆約發生於宇宙大霹靂後的6億3000萬年（約130億年前）；而一個典型時間長於2秒的伽瑪射線爆的爆炸亮度則約為太陽的1000兆倍，試想，這是多麼驚人的能量！況且在如此遙遠以前所發生的爆炸事件，幾百億年後的我們所觀測到的亮度依舊如此驚人，這意謂著科學家所觀測到的即很可能是宇宙自大霹靂以來最激烈的爆炸，而爆炸後的產物，便即有可能是宇宙第一個黑洞，這對天文學家可是一個極令人興奮的發現和成就。

然而，或許大多數人更關切的問題可能是這樣的伽瑪射線爆若發在我們星系附近，是不是將導致毀滅性災害？張祥光表示，其實這機率是很小的!這是因為要發生規模如此大的爆炸事件，必定要是質量極大星球才有可能。從宇宙生成的歷史來看，當大爆炸之後，宇宙處於高溫狀態，此時整個宇宙都是電漿游離的狀態。直到降溫到絕對溫度3000K時，溫度降低的光子無法再將質子與電子游離開來，原子開始形成。

在這個時候，宇宙中絕大部分的質量（98%）都形成最簡單的兩種元素氫與氦，而以這兩種元素為主的大質量星球便也紛紛形成。而我們太陽系附近的星球，有許多重元素存在，屬於晚形成之星系，並不足以形成伽瑪射線爆的基本條件——大質量星球。因此，伽瑪射線爆雖然毫無預警地在宇宙綻放驚人的能量，但對於我們的星系可不會有太大的影響。

此外，張祥光還表示，伽瑪射線爆的研究有助於我們了解早期宇宙的環境，以及最原先的星球是如何形成的；且目前有關短伽瑪射線爆 (發生時間短於2秒)發現很有可能是黑洞或中子星碰撞融合所造成，這對於我們了解極強大重力環境中的物理現象將非常有幫助。